铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜的制备方法技术

技术编号:14678251 阅读:144 留言:0更新日期:2017-02-22 11:05
本发明专利技术公开了一种铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜的制备方法,包括以下步骤:以CuCl2·2H2O、ZnCl2、SnCl2·2H2O、CH4N2S、去离子水、无水乙醇为原料,制备得到前驱液;然后清洗玻璃基底;采用提拉法制备薄膜,先在100 ℃的恒温干燥箱中将薄膜烘干10 min,然后经过真空干燥,真空干燥的条件为150‑220℃下干燥1h,最终得到铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜。本发明专利技术操作方法简单,生产成本低,制备的薄膜柔性好,仅含有较小的孔,薄膜致密性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料领域,具体涉及一种铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜的制备方法
技术介绍
太阳能电池(SC)一直是人们不断探索的领域,虽然目前产业化占主导地位的仍是单晶硅SC,部分为碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)等薄膜SC,但是单晶硅SC成本太高、硅原材料持续紧张的背景,使得薄膜SC已成为国际光伏市场发展的趋势和热点。其中,CIGS-SC因稳定性和容错能力强等受到市场的广泛关注和研究。由于Ga、In为稀有元素,Se有毒性,因此CIGS-SC的发展将会受到原料供应限制。近年来,人们利用地壳丰富元素Zn和Sn来分别替换In和Ga,得到了与黄铜矿具有相同结构的黝锡矿的Cu2ZnSnS4(CZTS)。CZTS可以用作P型半导体,其光学特性和化学结构都类似于CIGS,且锌和锡等原材料在地壳中含量丰富且无毒,因而成为薄膜太阳能电池的最佳候选材料。目前,铜锌锡硫化合物(CZTS)薄膜的制备方法主要分为真空沉积法和非真空沉积法,其中尤以真空沉积法制备转换效率高,但是所需成本太高。替代方法主要有电化学沉积法、化学溶液沉积法以及热注入法等,采用这些方法虽然成本有所降低,但是制备方法复杂,制备薄膜柔性低。
技术实现思路
本专利技术提供一种采用溶胶-凝胶法制备铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜的方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的。铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜的制备方法,包括以下步骤:(1)前驱液的制备过程为:3.4gCuCl2·2H2O、1.36gZnCl2、2.26gSnCl2·2H2O、6gCH4N2S混合均匀,加入15mL去离子水和35mL无水乙醇室温下搅拌30min,,然后移入60℃的水浴锅内边搅拌边保持60℃加热30min,将得到的液体放置在50℃的恒温干燥箱内干燥3~5天得到前驱液;(2)玻璃基底的清洗:将载玻片和ITO玻璃分别切割成2cm×2cm的规格,用水清洗之后,在超声波清洗槽中振动清洗20min,再放入丙酮溶液中超声清洗10min,最后用去离子水冲洗干净放入干燥箱中干燥;(3)铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜的制备:采用提拉法制备薄膜,先在100℃的恒温干燥箱中将薄膜烘干10min,然后经过真空干燥,最终得到铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜。优选地,步骤(1)中液体在恒温干燥箱内干燥4天。优选地,步骤(3)中真空干燥的条件为150-220℃下干燥1h。优选地,步骤(3)中真空干燥的条件为180℃下干燥1h。本专利技术的优点:本专利技术操作方法简单,生产成本低,制备的薄膜柔性好,仅含有较小的孔,薄膜致密性好。具体实施方式实施例1铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜的制备方法,包括以下步骤:(1)前驱液的制备过程为:3.4gCuCl2·2H2O、1.36gZnCl2、2.26gSnCl2·2H2O、6gCH4N2S混合均匀,加入15mL去离子水和35mL无水乙醇室温下搅拌30min,,然后移入60℃的水浴锅内边搅拌边保持60℃加热30min,将得到的液体放置在50℃的恒温干燥箱内干燥3~5天得到前驱液;(2)玻璃基底的清洗:将载玻片和ITO玻璃分别切割成2cm×2cm的规格,用水清洗之后,在超声波清洗槽中振动清洗20min,再放入丙酮溶液中超声清洗10min,最后用去离子水冲洗干净放入干燥箱中干燥;(3)铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜的制备:采用提拉法制备薄膜,先在100℃的恒温干燥箱中将薄膜烘干10min,然后经过真空干燥,真空干燥的条件为150-220℃下干燥1h,最终得到铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜。实施例2铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜的制备方法,包括以下步骤:(1)前驱液的制备过程为:3.4gCuCl2·2H2O、1.36gZnCl2、2.26gSnCl2·2H2O、6gCH4N2S混合均匀,加入15mL去离子水和35mL无水乙醇室温下搅拌30min,,然后移入60℃的水浴锅内边搅拌边保持60℃加热30min,将得到的液体放置在50℃的恒温干燥箱内干燥4天得到前驱液;(2)玻璃基底的清洗:将载玻片和ITO玻璃分别切割成2cm×2cm的规格,用水清洗之后,在超声波清洗槽中振动清洗20min,再放入丙酮溶液中超声清洗10min,最后用去离子水冲洗干净放入干燥箱中干燥;(3)铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜的制备:采用提拉法制备薄膜,先在100℃的恒温干燥箱中将薄膜烘干10min,然后经过真空干燥,真空干燥的条件为180℃下干燥1h,最终得到铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)前驱液的制备过程为: 3.4g CuCl2·2H2O、1.36g ZnCl2 、2.26g SnCl2·2H2O、6g CH4N2S混合均匀,加入15mL去离子水和35 mL无水乙醇室温下搅拌30min,,然后移入60 ℃的水浴锅内边搅拌边保持60 ℃加热30min,将得到的液体放置在50 ℃的恒温干燥箱内干燥3~5天得到前驱液;(2)玻璃基底的清洗:将载玻片和ITO 玻璃分别切割成2 cm×2 cm的规格,用水清洗之后,在超声波清洗槽中振动清洗20 min,再放入丙酮溶液中超声清洗10 min,最后用去离子水冲洗干净放入干燥箱中干燥;(3)铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜的制备:采用提拉法制备薄膜,先在100 ℃的恒温干燥箱中将薄膜烘干10 min,然后经过真空干燥,最终得到铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜。

【技术特征摘要】
1.铜锌锡硫化合物太阳能电池吸收层薄膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)前驱液的制备过程为:3.4gCuCl2·2H2O、1.36gZnCl2、2.26gSnCl2·2H2O、6gCH4N2S混合均匀,加入15mL去离子水和35mL无水乙醇室温下搅拌30min,,然后移入60℃的水浴锅内边搅拌边保持60℃加热30min,将得到的液体放置在50℃的恒温干燥箱内干燥3~5天得到前驱液;(2)玻璃基底的清洗:将载玻片和ITO玻璃分别切割成2cm×2cm的规格,用水清洗之后,在超声波清洗槽中振动清洗20min,再放入丙酮溶液中超声清洗10min,最后用去离子水冲洗干净放入...

【专利技术属性】
技术研发人员:李长英
申请(专利权)人:陕西一品达石化有限公司
类型:发明
国别省市:陕西;61

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